(57)【要約】【課題】モータ駆動装置において、搭載部品の数を増加させることなく、モータの駆動時の突入電流の発生を防止する。【解決手段】モータ１の駆動開始後、モータドライバ２の出力電流検出部２２より、モータ１の出力電流値を検出し、この検出した出力電流値と、予め設定した電流制限レベルとを比較する。この結果、出力電流値が電流制限レベルを超える場合には、モータドライバ２は、モータ１の出力電流値および出力電圧値を下降させる制御を行なう。また、検出した電流値が電流制限レベル以下である場合には、モータドライバ２は、モータ１の出力電流値および出力電圧値を上昇させる制御を行なう。このような制御を行なうことで、例えばキャパシタなどの部品を新たに搭載することなく、新たにモータ１の駆動開始時における突入電流の発生を防止できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力電流値を検出する検出手段と、
この検出手段により検出した出力電流値の大小に基づいて前記モータの出力電圧値を制御することで前記モータの出力電流値が予め定められた上限値未満となるように制御する電圧制御手段と
を具備したことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記検出手段および電圧制御手段のうち少なくとも一方を、前記モータを駆動させるモータドライバの内部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電圧制御手段は、
前記検出手段により検出した出力電流値が、前記上限値未満且つ予め定められた基準値を超えた場合には、前記モータの出力電圧値を下降させ、前記検出した出力電流値が前記基準値以下であった場合には、前記モータドライバの出力電圧値を上昇させる制御を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラに搭載されるモータを駆動させるモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカメラ等の機器に搭載された各種駆動機構におけるモータ駆動装置では、モータに電圧を印加して駆動させた直後から一定時間内における負荷変動により、定格電流値の数倍の電流である突入電流が発生する場合があり、機器の損傷を引き起こすばかりでなく、突入電流が発生するとモータの駆動電圧が変動して当該モータが正常に動作しなくなる場合がある。この突入電流の発生を防止する手法として、例えば特許文献１に開示されたように、回路中にキャパシタなどの素子やスイッチを追加して、モータに流れる電流の急激な上昇を抑制することで突入電流の発生を防止していた。
【特許文献１】特開平７−１４７７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述したような手法では、突入電流の発生を防止するために新たな部品を搭載しなければならず、機器の製造コストや体積の上昇につながる。また、このように部品を新たに搭載する手法では、モータの単一の動作条件、つまりモータの回転速度の単一の設定値のみに対応した電流抑制を行なうので、このモータの動作条件が変化して設定対象の回転速度が変化した場合には、突入電流の抑制を適切に行なうことができない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、搭載部品の数を増加させることなく、モータの駆動時の突入電流の発生を適切に防止することが可能になるモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、検出手段によりモータの出力電流値を検出し、この検出した出力電流値の大小に基づいて電圧制御手段によりモータの出力電圧値を制御することで、モータの出力電流値が予め定められた上限値未満となるように制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、検出手段および電圧制御手段の少なくとも一方をモータドライバの内部に設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、前記請求項１または２に記載の発明において、モータの出力電流値が予め定められた基準値を超えた際にモータの出力電圧値が下降するように制御し、モータの出力電流値が予め定められた基準値以下である際にモータの出力電圧値が上昇するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、検出手段により検出したモータの出力電流値の大小に基づいて、電圧制御手段によりモータの出力電圧値を制御することでモータの出力電流値が予め定められた上限値未満となるように制御するので、モータの駆動開始時における突入電流の発生を防止することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、前記請求項１記載の発明の効果に加えて、検出手段および電圧制御手段の少なくとも一方をモータドライバの内部に設けたので、装置の小型化が実現できる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、前記請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、モータの出力電流値が予め定められた基準値を超えた際に、モータの出力電圧値を減少させ、モータの出力電流値が予め定められた基準値以下である際に、モータの出力電圧値を増加させる制御を行なうので、モータの出力電流値の値を制限することができ、突入電流の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置の構成の一例を示す図である。  
本実施形態にしたがったモータ駆動装置は、例えばカメラに搭載されたシャッタまたはズームなどの各種駆動機構に用いられる。このモータ駆動装置は、図１に示すように、モータ１、モータ１のロータ（図示せず）を回転駆動させるために、当該モータ１の駆動電圧（出力電圧）および駆動電流（出力電流）を制御するモータドライバ２、外部電源入力からＤＣ−ＤＣ変換を経ることでモータ１に供給するための電源を得るモータ駆動電源部３、このモータ駆動電源部３が得た電源のうち、モータドライバ２を介してモータ１に与える電源の電圧を制御するための制御用電源を得るモータ駆動電圧制御電源部（電圧制御電源部）４、および、モータ１の駆動にかかる各種制御信号をモータドライバ２に出力する制御マイコン５を有する。
【００１２】
モータドライバ２は、モータ駆動電源部３とモータ１の間に設けられるとともに、Ｈブリッジ回路２１、出力電流検出部２２、および電圧制御部２３を有する。電圧制御電源部４はモータドライバ２の電圧制御部２３を介してＨブリッジ回路２１と接続される。また、Ｈブリッジ回路２１はモータ１と接続されるとともに、出力電流検出部２２を介してモータ駆動電源部３と接続される。
【００１３】
Ｈブリッジ回路２１は、モータ駆動電源部３から供給される電源をモータ１に通電させた上で、当該モータ１のロータの回転方向を正回転と逆回転のいずれかに制御する機能を有する。出力電流検出部２２は、モータ駆動電源部３からの電流経路に流れる電流値を検出する。電圧制御部２３は、電圧制御電源部４からＨブリッジ回路２１へ与えられる制御用電源の電圧を制御する。これにより、モータ駆動電源部３が得た電源のうちモータドライバ２に供給される電源の電圧が制御されるので、モータ１の出力電圧および出力電流が制御される。
【００１４】
次に、前述のように説明したモータ駆動装置の処理動作について説明する。  
図２は、本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置による処理動作の一例を示すフローチャートである。この処理動作は、制御マイコン５およびモータドライバ２による制御に基づき、モータ１のロータを、当該モータ１における突入電流が発生しないように回転駆動させる処理動作である。
【００１５】
図３は、本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置による抑制制御を行なった際のモータ１の出力電流および出力電圧の時間特性のグラフの例を示す図である。  
抑制制御とは、モータ１を動作させた際に当該モータ１にかかる突入電流の発生を抑制する制御である。抑制制御を行なわない場合には、図３に示すように、モータ１の駆動開始直後に当該モータ１の出力電流値が急激に上昇して高電流となるのに対し、抑制制御を行なった場合には、モータ１の出力電流値は予め定められた値を超えなくなる。
【００１６】
このような抑制制御を行なうために、まず、制御マイコン５は、モータ１の駆動出力電圧（出力電圧）の目標値を設定するためのモータ駆動電圧制御信号（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）をモータドライバ２に出力する（ステップＳ１）。このモータ駆動電圧制御信号には、モータ１の駆動開始から十分な時間が経過した際の出力電圧の目標値の情報が含まれる。
【００１７】
次に、制御マイコン５は、モータ１の電流制限レベル、つまり、モータ１の駆動開始後の突入電流の発生を防止すべく予め定められた、モータ１の出力電流の基準値の情報を含む突入抑制電流値制御信号（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｌｉｍｉｔ）をモータドライバ２に出力する（ステップＳ２）。この電流制限レベルの値は、モータ１を含む各種機器の損傷や異常な負荷変動を引き起こすような出力電流値（上限値）未満の値であり、モータ１の動作モードに応じて設定される。
【００１８】
動作モードはモータ１の駆動条件を定義するものであり、例えばロータの回転速度の遅い第１の動作モード、およびロータの回転速度の速い第２の動作モード等がある。制御マイコン５は各種の動作モードを必要に応じて切り替える制御を行なう。
【００１９】
また、制御マイコン５は、モータ１のロータの回転方向を制御するためのモータ駆動制御信号（Ｍｏｔｏｒ＋，Ｍｏｔｏｒ−）をモータドライバ２に出力する（ステップＳ３）。このモータ駆動制御信号がモータドライバ２のＨブリッジ回路２１に入力された後、当該モータ１のロータの回転駆動が開始される。モータ１の駆動開始後は、当該モータ１の出力電圧値は前述したモータ駆動電圧制御信号で設定された目標値に向かって上昇し、モータ１の出力電流値も上昇する。
【００２０】
次に、モータドライバ２の出力電流検出部２２は、モータ駆動電源部３からの電流経路に流れる電流値を検出する（ステップＳ４）。この電流値はモータ１の出力電流値に相当する。具体的には、モータドライバ２の出力電流検出部２２は、電流検出用の内部抵抗に相当するロジック回路を備えており、モータドライバ２は、このロジック回路の端子電圧を検出することで前述した出力電流値を得る。
【００２１】
そして、モータ１の動作を停止させるための制御コマンドを制御マイコン５が生成した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）には、この制御マイコン５は、前述した制御コマンドに従い、モータ１のロータの回転駆動を停止させる制御情報を含む制御信号をモータドライバ２に出力する（ステップＳ６）。この制御信号がモータドライバ２のＨブリッジ回路２１に入力されることでモータ１のロータの回転駆動が停止する。
【００２２】
一方、ステップＳ５の処理で「ＮＯ」と判別された場合には、モータドライバ２は、ステップＳ２の処理で設定した電流制限レベルの値、および、ステップＳ４の処理で検出した出力電流値の値を比較して、モータ１の出力電流値が電流制限レベルの値を超えているか否かを判別する（ステップＳ７）。
【００２３】
ステップＳ７の処理で「ＹＥＳ」と判別された場合には、モータドライバ２の電圧制御部２３は、モータ１の出力電圧の値を下降させる制御を行なう（ステップＳ８）。具体的には、モータドライバ２の電圧制御部２３は、出力電圧設定用の可変抵抗に相当するロジック回路を備えており、このロジック回路にかかる可変抵抗の値を、当該ロジック回路のスイッチ素子のオンオフなどを経て上昇させる。これにより電圧制御電源部４からＨブリッジ回路２１に与えられる電源の電圧値が下降するので、モータ１の出力電圧値が上昇する。これにしたがって出力電流値も下降する。ステップＳ８の処理を行なった後は、ステップＳ４の処理に戻り、以降の処理が繰り返し行なわれる。
【００２４】
一方、ステップＳ７の処理で「ＮＯ」と判別された場合、つまり、モータ１の出力電流値が電流制限レベルの値以下である場合には、モータドライバ２の電圧制御部２３は、モータ１の出力電圧の値を前述した目標値に向かって上昇させる制御を行なう（ステップＳ９）。具体的には、モータドライバ２の電圧制御部２３は、前述したロジック回路にかかる可変抵抗の値を、当該ロジック回路のスイッチ素子のオンオフなどを経て下降させる。これにより電圧制御電源部４からＨブリッジ回路２１に与えられる電源の電圧が上昇するので、モータ１の出力電圧値が上昇する。これにしたがって出力電流値も上昇する。ステップＳ９の処理を行なった後は、ステップＳ４の処理に戻る。
【００２５】
つまり、モータ１の出力電流値は当該モータ１の駆動開始後に上昇していき、この値が電流制限レベルの値を超えたことが出力電流検出部２２により検出された場合には、前述したステップＳ８の処理により出力電流値が電流制限レベル以下の値に下降する。出力電流値が電流制限レベルの値以下に下降したことが出力電流検出部２２により検出された場合には、前述したステップＳ９の処理により出力電流値が上昇する。
【００２６】
この結果、モータ１の出力電流値は、前述した電流制限レベルの値を再び超えることになり、以降はステップＳ８とＳ９の処理が繰り返し行なわれる。つまり、モータ１の出力電流の値は電流制限レベルを超えた値と、当該電流制限レベル以下の値の間で小刻みな変化を繰り返す。また、出力電圧値は、出力電流値の変化にしたがって上下の小刻みな変化を繰り返しながら目標値に向かって上昇する。
【００２７】
つまり、出力電流値が前述した電流制限レベルの値を大幅に超えない限りは突入電流が発生しないように当該電流制限レベルを設定すれば、図３のグラフに示したようにモータ１の出力電流値の値を制限することができ、突入電流の発生を防止できる。この突入電流の発生を防止することで、過電流による機器の損傷、および、負荷変動による機器の動作停止を防ぐことができるので、モータ１を正常且つ安全に駆動させることができる。
【００２８】
以上、前記実施形態において説明したモータ駆動装置によれば、モータ１の出力電流値を検出し、この検出した電流値の大小に基づいてモータ１の出力電圧を制御することでモータ１の駆動開始時における突入電流の発生を防止するので、突入電流の発生を防ぐための、例えばキャパシタなどの新たな部品を搭載する必要がなくなる。また、電流制限レベルの値は、制御マイコン５により動作モードの種別に適した値に設定できるので、モータ１の駆動条件に応じて突入電流の適切な抑制制御を行なうことができる。
【００２９】
以上説明した実施形態にしたがったモータ駆動装置は、単一のモータ１を設けた形態としたが、モータ１を複数設けるようにしても良く、この場合、モータ１の設けた数に対応した数のＨブリッジ回路２１をモータドライバ２内に設け、これらのＨブリッジ回路２１と各モータ１とを１対１の関係で接続すればよい。
【００３０】
なお、前記実施形態は、本発明をカメラの駆動機構に適用した場合について説明したものであるが、これに限らず、モータを有する駆動機構であれば他の機器の駆動機構にも本発明を適用することが可能である。
【００３１】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置の構成の一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置による処理動作の一例を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態にしたがったモータ駆動装置による抑制制御を行なった際のモータの出力電流および出力電圧の時間特性のグラフの例を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１…モータ、２…モータドライバ、３…モータ駆動電源部、４…モータ駆動電圧制御電源部、５…制御マイコン、２１…Ｈブリッジ回路、２２…出力電流検出部、２３…電圧制御部２３。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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